Golang – sync包

​ Golang的 sync包提供了大量的线程同步操作的类. 所以满足我们日常使用. 包含锁,和安全的集合. 其中，关于golang 各种锁的实现，请看这个文章，我个人感觉写的不错 juejin.im/entry/5ed32…

sync.Mutex

第一种就是 Mutex 为互斥锁 , 实现跟Java的reentrantlock很像. 基本都是自旋锁,

我们下面有一个场景 , 将变量x累加50000次 我们开启5个goroutine去执行

func main() {
    var x = 0
    for num := 0; num < 4; num++ {
        go func() {
            for i := 0; i < 10000; i++ {
                increase(&x)
            }
        }()
    }
    // 等待子线程退出
    time.Sleep(time.Millisecond * 2000)
    fmt.Println(x)
}
// 这个操作是Java做不了的.只有C,C++和Golang可以
func increase(x *int) {
    *x = *x + 1
}
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如果输出结果是 50000那就对了, 我们看看结果

23283
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为什么呢, 因为多线程同时操作一个变量时就会出现这种问题 , 出现读写不一致的问题 , 如何处理呢

我们申明一个锁,让他同步执行 , 这么申明就可以了

var ILock = sync.Mutex{}

func main() {
    var x = 0
    for num := 0; num < 5; num++ {
        go func() {
            for i := 0; i < 10000; i++ {
                increase(&x)
            }
        }()
    }

    // 等待子线程退出
    time.Sleep(time.Millisecond * 2000)
    fmt.Println(x)
}

func increase(x *int) 
    // 1. 先加锁
    ILock.Lock()
    // 执行完方法释放锁. 跟Java的很像,但是不是reentrant
    defer ILock.Unlock()
    *x = *x + 1
}
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此时执行 发现结果

50000
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输出正确.

其实还可以这么写. 效率更高

go func() {
    ILock.Lock()
    defer ILock.Unlock()
    for i := 0; i < 10000; i++ {
        increase(&x)
    }
}()
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利用Chan阻塞实现锁

var (
    lock = make(chan int, 1)
)

func Lock() {
    lock <- 1
}
func Unlock() {
    <-lock
}
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此时这就是一个最简单的锁.

sync.RWMutex 读写锁

​ 跟Java的一模一样 , 我就不多说了, 读写互斥, 可多读(读锁可以同时存在多个), 但读写不能同时存在, 写互斥

func main() {
    // 读写锁
    mutex := sync.RWMutex{}

    go func() {
        // 读锁
        mutex.RLocker().Lock()
        fmt.Println("读")
        mutex.RLocker().Unlock()
    }()
    go func() {
        mutex.RLocker().Lock()
        fmt.Println("读")
        time.Sleep(time.Millisecond * 5000)
        mutex.RLocker().Unlock()
    }()

    time.Sleep(time.Millisecond * 1000)

    go func() {
        // 写锁 , 就是普通的锁了
        fmt.Println("拿到了")
        mutex.Lock()
        fmt.Println("写")
        mutex.Unlock()
    }()
    time.Sleep(time.Millisecond * 6000)
}
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输出

读
读
拿到了 // 耗时1ms
写 // 对比前一步耗时 ms
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sync.WaitGroup

​ 这个类类似于Java的 CountDownLatch 类, 但是比Java的好点. 第一Java的需要初始化告诉他计数器是多少, 所以他只有一个countdown和wait操作.

​ 但是 sync.WaitGroup 却是三个操作, 第一个 down , add(int) , wait 三个操作. 所以他实现更加好.

简单以第一个例子为例子吧, 比如说 , 我们不知道goroutine啥时候退出是吧, 但是有了这玩意就知道了.

func main() {
    var WG = sync.WaitGroup{}

    start := time.Now().UnixNano() / 1e6
    for num := 0; num < 5; num++ {
        WG.Add(1)
        go func(num int) {
            defer WG.Done()
            ran := rand.Int63n(1000)
            fmt.Printf("goroutine-%d sleep : %dms\n", num, ran)
            time.Sleep(time.Millisecond * time.Duration(ran))
        }(num)
    }
    // 等待子线程退出
    WG.Wait()
    fmt.Printf("main waitting : %dms\n", time.Now().UnixNano()/1e6-start)
}
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输出 : 根据木桶原理, 耗时最长的是937ms, 所以主线程等待了939ms.

goroutine-1 sleep : 410ms
goroutine-0 sleep : 821ms
goroutine-2 sleep : 51ms
goroutine-3 sleep : 937ms
goroutine-4 sleep : 551ms
main waitting : 939ms
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注意点 :

​ 由于 sync.WaitGroup 也是一个对象Structs, 所以需要指针传递, 不能使用值传递, 注意一下.因为状态值复制了就无效了.

根据封装, 我们需要传递 sync.waitgroup .

func fun(num int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    ran := rand.Int63n(1000)
    fmt.Printf("goroutine-%d sleep : %dms\n", num, ran)
    time.Sleep(time.Millisecond * time.Duration(ran))
}
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然后main方法

func main() {
    var WG = &sync.WaitGroup{}
    start := time.Now().UnixNano() / 1e6

    for num := 0; num < 5; num++ {
        WG.Add(1)
        go fun(num, WG)
    }

    // 等待子线程退出
    WG.Wait()
    fmt.Printf("main waitting : %dms\n", time.Now().UnixNano()/1e6-start)
}
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输出 :

goroutine-4 sleep : 410ms
goroutine-1 sleep : 551ms
goroutine-0 sleep : 821ms
goroutine-2 sleep : 51ms
goroutine-3 sleep : 937ms
main waitting : 939ms
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sync.Once 一次操作

这个玩意可以让 once.Do() 方法只执行一次. 其实类似于一个flag,一开始为true. 每次执行判断是否为true , 当执行了一次以后改成false. 其实他就是这个原理 , 不过他使用了cas , 保证了线程安全性,

func main() {
    once := sync.Once{}
    one(&once)
    one(&once)
    one(&once)
}

func one(once *sync.Once)  {
    fmt.Println("执行函数")
    once.Do(func() {
        fmt.Println("只会执行了一次")
    })
}
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输出

执行函数
只会执行了一次
执行函数
执行函数
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所以他可以只执行一次 , 适合做初始化操作, 或者其他一次性的操作, 不需要多次

sync.Map

提供的线程安全的map , 多线程访问时, 对于crud 操作, 会加锁.

maps := sync.Map{}
// 存
maps.Store("","")
// 删
maps.Delete("")
// 取
maps.Load("")

// 有就不存,返回已经存了的对象和true, 如果没有就返回存的value和false.
maps.LoadOrStore("","")
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sync.Pool

操作很简单.

func main() {

    pool := &sync.Pool{
        New: func() interface{} {
            return "new"
        },
    }
    
    // 首先的放一个 , 由于put操作.
    pool.Put("init")

    go func() {
        // 拿一个
        s := pool.Get().(string)
        // 使用
        fmt.Println(s)
        // 使用完放进去, 所以特别适合大对象. 
        pool.Put(s)
    }()
}
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sync.Cond

类似与Java的wait和notify 或者说 Condition ，更像后者，但是没有超时的机制

func main() {
    mutex := sync.Mutex{}
    start := sync.NewCond(&mutex)

    for x := 0; x < 10; x++ {
        go func() {
            start.L.Lock()
            defer start.L.Unlock()
            start.Wait()
            fmt.Println("do work")
        }()
    }

    go func() {
        time.Sleep(time.Second * 1)
        start.Broadcast()
    }()

    time.Sleep(time.Second * 2)
}
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